Jaki wpływ ma eter celulozy na materiały na bazie cementu?

1. Ciepło hydratacji

Zgodnie z krzywą uwalniania ciepła hydratacji w czasie, proces hydratacji cementu jest zwykle dzielony na pięć etapów, a mianowicie początkowy okres hydratacji (0–15 min), okres indukcji (15 min–4 godz.), okres przyspieszania i wiązania (4 godz.–8 godz.), okres zwalniania i twardnienia (8 godz.–24 godz.) oraz okres utwardzania (1 godz.–28 godz.).

Wyniki testów pokazują, że we wczesnej fazie indukcji (tj. początkowym okresie hydratacji), gdy ilość HEMC wynosi 0,1% w porównaniu z czystą zawiesiną cementową, następuje przyspieszenie pików egzotermicznych zawiesiny, a pik ten ulega znacznemu zwiększeniu. Gdy ilośćHEMCwzrasta do Gdy jest powyżej 0,3%, pierwszy egzotermiczny pik zawiesiny jest opóźniony, a wartość szczytowa stopniowo maleje wraz ze wzrostem zawartości HEMC; HEMC oczywiście opóźni okres indukcji i okres przyspieszania zawiesiny cementowej, a im większa zawartość, tym dłuższy okres indukcji, tym bardziej wsteczny okres przyspieszania i mniejszy pik egzotermiczny; zmiana zawartości eteru celulozy nie ma oczywistego wpływu na długość okresu zwalniania i okres stabilności zawiesiny cementowej, jak pokazano na rysunku 3(a). Pokazano, że eter celulozy może również zmniejszyć ciepło hydratacji zaczynu cementowego w ciągu 72 godzin, ale gdy ciepło hydratacji jest dłuższe niż 36 godzin, zmiana zawartości eteru celulozy ma niewielki wpływ na ciepło hydratacji zaczynu cementowego, jak na rysunku 3(b).

1

Rys. 3. Trend zmian szybkości uwalniania ciepła hydratacji zaczynu cementowego o różnej zawartości eteru celulozy (HEMC)

2. Mwłaściwości mechaniczne

Poprzez badanie dwóch rodzajów eterów celulozy o lepkościach 60000Pa·s i 100000Pa·s, stwierdzono, że wytrzymałość na ściskanie modyfikowanej zaprawy zmieszanej z eterem metylocelulozy stopniowo zmniejszała się wraz ze wzrostem jego zawartości. Wytrzymałość na ściskanie modyfikowanej zaprawy zmieszanej z eterem hydroksypropylometylocelulozy o lepkości 100000Pa·s najpierw wzrasta, a następnie maleje wraz ze wzrostem jego zawartości (jak pokazano na rysunku 4). Pokazuje to, że włączenie eteru metylocelulozy znacznie zmniejszy wytrzymałość na ściskanie zaprawy cementowej. Im większa ilość, tym mniejsza wytrzymałość; im mniejsza lepkość, tym większy wpływ na utratę wytrzymałości na ściskanie zaprawy; eter hydroksypropylometylocelulozy Gdy dawka jest mniejsza niż 0,1%, wytrzymałość na ściskanie zaprawy można odpowiednio zwiększyć. Jeżeli dawka jest większa niż 0,1%, wytrzymałość zaprawy na ściskanie zmniejszy się wraz ze wzrostem dawki, dlatego dawkę należy utrzymywać na poziomie 0,1%.

2

Rys.4 Wytrzymałość na ściskanie 3d, 7d i 28d zaprawy cementowej modyfikowanej MC1, MC2 i MC3

(eter metylocelulozy, lepkość 60000Pa·S, zwany dalej MC1; eter metylocelulozy, lepkość 100000Pa·S, zwany dalej MC2; eter hydroksypropylometylocelulozy, lepkość 100000Pa·S, zwany dalej MC3).

3.Cczas losowania

Mierząc czas wiązania eteru hydroksypropylometylocelulozy o lepkości 100000Pa·s w różnych dawkach zaczynu cementowego, stwierdzono, że wraz ze wzrostem dawki HPMC, początkowy czas wiązania i końcowy czas wiązania zaprawy cementowej uległy wydłużeniu. Przy stężeniu 1% początkowy czas wiązania osiągnął 510 minut, a końcowy czas wiązania osiągnął 850 minut. W porównaniu z próbką ślepą, początkowy czas wiązania został wydłużony o 210 minut, a końcowy czas wiązania został wydłużony o 470 minut (jak pokazano na rysunku 5). Niezależnie od tego, czy jest to HPMC o lepkości 50000Pa·s, 100000Pa·s czy 200000Pa·s, może opóźnić wiązanie cementu, ale w porównaniu z trzema eterami celulozy, początkowy czas wiązania i końcowy czas wiązania są wydłużone wraz ze wzrostem lepkości, jak pokazano na rysunku 6. Dzieje się tak, ponieważ eter celulozy adsorbuje się na powierzchni cząstek cementu, co zapobiega kontaktowi wody z cząsteczkami cementu, opóźniając w ten sposób hydratację cementu. Im większa lepkość eteru celulozy, tym grubsza warstwa adsorpcyjna na powierzchni cząstek cementu, a tym samym silniejszy efekt opóźniający.

3

Rys.5 Wpływ zawartości eteru celulozy na czas wiązania zaprawy

4

Rys.6 Wpływ różnych lepkości HPMC na czas wiązania zaczynu cementowego

(MC-5 (50000 Pa·s), MC-10 (100000 Pa·s) i MC-20 (200000 Pa·s))

Eter metylocelulozy i eter hydroksypropylometylocelulozy znacznie wydłużają czas wiązania zaczynu cementowego, co może zapewnić, że zaczyn cementowy będzie miał wystarczająco dużo czasu i wody na reakcję hydratacji, a także rozwiążą problem niskiej wytrzymałości i późnego etapu zaczynu cementowego po stwardnieniu, a także problem pękania.

4. Retencja wody:

Zbadano wpływ zawartości eteru celulozy na retencję wody. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości eteru celulozy wzrasta wskaźnik retencji wody w zaprawie, a gdy zawartość eteru celulozy przekracza 0,6%, wskaźnik retencji wody ma tendencję do stabilizacji. Jednakże, porównując trzy rodzaje eterów celulozy (HPMC o lepkości 50 000 Pa·s (MC-5), 100 000 Pa·s (MC-10) i 200 000 Pa·s (MC-20)), wpływ lepkości na retencję wody jest różny. Zależność między wskaźnikami retencji wody wynosi: MC-5.

5


Czas publikacji: 28-04-2024